FOI Nastava - Operacijski sustavi 1

Sadržaj se učitava...

FOI Nastava

apps

mdi-login

Operacijski sustavi 1

Operating Systems 1
2019/2020

5 ECTSa

Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS)

Katedra za informatičke tehnologije i računarstvo

TOS

4. semestar

Osnovne informacijemdi-information-variant

Izvođači nastavemdi-account-group

Nastavni plan i programmdi-clipboard-text-outline

Model praćenjamdi-human-male-board

Ispitni rokovimdi-clipboard-check-outline

Rasporedmdi-calendar-clock

Konzultacijemdi-account-voice

Izvođenje kolegija

Studij	Studijski program	Semestar	Obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS)	Informacijski sustavi	4	obavezan
Informacijski i poslovni sustavi 1.1 (PDS)	Poslovni sustavi	4	obavezan

Cilj kolegija

Operacijski sustavi su bitni dijelovi svakog računalnog sustava te predmet o operacijskim sustavima predstavlja važan dio nastave u obrazovanju poveznim, na neki način, s računalima. Računalni se sustav može podijeliti u četiri razine: razinu sklopovlja, razinu operacijskih sustava, razinu primjenskih programa i razinu korisnika. Operacijski je sustav skup programa koji djeluju kao posrednici između sklopovlja i primjenskih programa te korisnika. Osnovni je cilj predmeta kod studenata razviti razumijevanje da operacijski sustavi služe dvijema svrhama: prvo, da operacijski sustavi moraju raspodijeliti računalne aktivnosti tako da osiguraju dobru iskorištenost računalnih sredstava i, drugo, da uspostave prikladno okruženje za pripremu i izvođenje progra

Preduvjeti

Programiranje 1 (PDS 1.1)

Norma kolegija

Predavanja

30 sati

Seminar

15 sati

Vježbe u praktikumu

15 sati

Nastavnik	Uloga na kolegiju	Oblik nastave	Tjedana	Sati	Grupa
Magdalenić Ivan	Nositelj	Predavanja Predavanja	13 2	2 2	1 2
Golub Marin	Nositelj	Predavanja	13	2	1
Ivković Nikola	Suradnik
Milić Luka	Suradnik	Vježbe u praktikumu Auditorne vježbe	15 15	1 1	8 2
Popović Elvis	Suradnik	Vježbe u praktikumu	15	1	4

Sadržaj predavanja

Uvod.
Prvi susret s operacijskim sustavom. Zadaci operacijskog sustava. Sučelja. Načini izučavanja operacijskog sustava.
Model jednostavnog računala.
Uloga procesora i radnog spremnika u rudimentarnom računalu. Instrukcijska dretva. Računalni proces. Okruženje za izvođenje dretvi. Zamjena konteksta.
Ulazno-izlazne operacije.
Priključivanje ulazno-izlaznih naprava. Prekidni način rada procesora. Podsustav za prihvat prekida. Sklopovska potpora za ostvarenje višestrukog prekidanja. Prenošenje blokova znakova. Sklopovi s neposrednim pristupom spremniku. Čvsrto povezani višeprocesorski sustavi.
Međusobno isključivanje u višedretvenim sustavima.
Programi, procesi i dretve. Višedretveno ostvarenje zadataka, sustav podzadataka. Model višedretvenosti. Nezavisnost dretvi. Ostvarenje međusobnog isključivanje dviju dretvi. Dekkerov postupak. Petersonov postupak. Međusobno isključivanje većeg broja dretvi. Lamportov protokol. Sklopovska potpora međusobnom isključivanju u čvrsto povezanim sustavima.
Jezgra operacijskog sustava.
Jednostavni model jezgre. Struktura podataka jezgre. Opisnik dretve. Stanja dretvi: pasivno, aktivno, pripravno, blokirana. Jezgrine funkcije za: ulazak u jezgru i izlazak iz jezgre, međusobno isključivanje (binarni semafor), sinkronizaciju (opći semafor), za osnovne ulazno-izlazne operacije i ostvarivanje kašnjenja. Ostvarivanje jezgre u čvrsto povezanom višeprocesorskom sustavu.
Komunikacija između dretvi, koncepcija monitora.
Problem proizovođača i potrošača. Komumikacija preko neograničenog i ograničenog međuspremnika te preko reda poruka. Sinkronizacija dretvi. Potpuni zastoj. Uvjeti za nastajanje potpunog zastoja. Izbjegavanje potpunog zastoja. Problem 5 filozofa. Hoareov koncept monitora. Jezgrine funkcije za ostvarivanje monitora. Monitor kao općeniti sinkronizacijski mehanizam. Primjeri izgradnje monitora.
Raspoređivanje procesa i dretvi.
Algoritmi raspoređivanja: raspoređivanje po redu prispjeća, prioritetno raspoređivanje i kružno raspoređivanje.
Gospodarenje spremničkim prostorom.
Logički i fizički adresni prostor. Diskovi kao glavni pomoćni spremnici. Statičko i dinamičko dodijeljivanje spremnika. Unutarnja i vanjska fragmentacija. Načela preklopnog načina uporabe spremnika. Straničenje kao osnova za ostvarenje virtualne memorije. Sklopovska podloga straničenju. Straničenje na zahtjev. Strategije zamjene stranica. Raspodjela okvira u višeprogramskom radu.
Datotečni sustav.
Uloga datoteka u računalnim sustavima. Smještaj datoteka na diskovima. Opis spremničkog prostora. Opisnici datoteka. Struktura direktorija. Metode dohvata datoteka. Tipične funkcije datotečnih sustava.
Komunikacija između procesa.
Komunikacija između procesa unutar jednog računala: dijeljenje datoteka, komunikacija preko cjevovoda, djeljenje spremničkog prostora.

Sadržaj seminara/vježbi

Uvod u UNIX okruženje i shell skripte
Uvod u UNIX okruženje, korištenje shell skripti, korišenje jezičnih procesora(eng. compiler), naredbe za upravljanje računalnim procesima
Procesi
Rješavanje programskog zadatka korištenjem više procesa.
Rad s datotekama
Datotečni podsutav
Dretve
Sinkronizacijski mehanizmi

Ishodi učenja kolegija

stječi temeljna znanja o načinu djelovanja pojedinih dijelova operacijskog sustava.
koristiti i primijeniti važeće tehničke koncepte u informacijskim tehnologijama i standardne programske alate za izradu vlastitih programskih modula u kojima će uz pomoć API funkcija moći ostvariti rješenje
razumjeti stanje i trendove suvremenih operacijskih sustava i procijeniti njihovu primjenjivost za zadovoljenje potreba organizacija i pojedinaca.
shvatiti značaj i vezu računalnog sustava, programske potpore i funkcija operacijskog sustava.
prilagoditi tekstove programa tako da se oni izvršavaju efikasnije uzimajući u obzir mogućnosti operacijskog sustava.
koristiti i primijeniti važeće tehničke koncepte u informacijskim tehnologijama i standardne programske alate za izradu vlastitih programskih modula u kojima će uz pomoć API funkcija moći ostvariti: višezadaćni rad koristeći procese i dretve, sinkronizaciju dretvi

Ishodi učenja programa

razumjeti stanje i trendove razvoja suvremenih informacijskih i komunikacijskih tehnologija (ICT), razumjeti njihov utjecaj na pojedinca, organizaciju i društvo te procijeniti njihovu primjenjivost u zadanom kontekstu
razumjeti i primijeniti suvremene tehničke koncepte i prakse u informacijskim tehnologijama (arhitektura računala, operacijski sustavi, mreže računala)
poznavati ključne aspekte informacijske tehnologije

Osnovna literatura

Operacijski sustavi. Budin, L., Golub, M., Jakobović, D., Jelenković L. Element, Zagreb, 2010.
Silberschatz, A., P.B. Galvin, G. Gagne, Operating System Concepts, 8th edition, John Wiley&Sons, New York, 2009.

Dopunska literatura

Tannenbaum, A.S. Modern Operating Systems. 3rd ed., Prentice Hall, Englewood Cliffs, 2007.

Slični kolegiji

FER, Sveučilište u Zagrebu, Operacijski sustavi http://www.fer.hr/predmet/os
Cambridge, Operating System Foundations, http://www.cl.cam.ac.uk/DeptInfo/CST/node104.html
The University of Manchester, Operating Systems, http://www.cs.man.ac.uk/ugrad/syllabus/CS2051.htm
Stanford, Operating Systems and Systems Programming, http://www.stanford.edu/class/cs140
MIT, Operating System Engineering, http://ocw.mit.edu/OcwWeb/Electrical-Engineering-and-Computer-Science/6-828Fall2003/CourseHome/index.htm
The University of Nottingham, Operating Systems, http://www.cs.nott.ac.uk/~acc/g53ops/overview.html

Redoviti studenti

Izvanredni studenti

U kalendaru ispod se nalaze konzultacije predmetnih nastavnika, no za detalje o konzultacijama možete provjeriti na profilu pojedinog predmetnog nastavnika.